CN104749897A - 一种光刻机运动台支撑平台 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种光刻机运动台支撑平台，其特征在于，包括：一硅钢，用于为所述运动台提供磁预紧作用面；一吊框，所述吊框用于支撑所述硅钢。本发明公开的光刻机运动台支撑平台具有高刚度、高面型精度、高热稳定性且具备软磁特性。同时还具有减重及冷却腔对支撑平台进行减重及冷却，解决了磁预紧运动台运动中磁场变化导致的发热问题。

Description

一种光刻机运动台支撑平台
技术领域
本发明涉及一种集成电路装备制造领域，尤其涉及一种光刻机运动台支撑平台。 
背景技术
先进的超大规模集成电路的制造过程是一个庞大的系统工程，它包括五个制造阶段：硅片制备、硅片制造、硅片测试、装配与封装、终测。硅片制造阶段是将一整套集成电路永久刻蚀在硅片上的过程，它包括硅片清洗、成膜、光刻、刻蚀、掺杂等工序，其中光刻被认为是大规模集成电路制造中的核心步骤。 
运动台系统是光刻机的“手”和“脚”，主要功能是在曝光过程中，对硅片和掩模进行准确的定位。气足是为精密运动台提供气浮轴承支撑、保证运动台在平台上作无摩擦运动的关键部件，主要由气浮结构和预紧力结构组成。现有的这些技术中的预紧力结构多采用真空预紧。 
大理石因具有良好的吸振性能、热稳定性、可加工性（高面型精度），被广泛应用于气足的支撑平台。中国专利200910195189公布了一种可平衡力矩的驱动装置的光刻机工件台，其气足即作用在大理石平台上。但随着光刻机不断向高世代发展，运动台的体积及质量不断变大，运动台的速度、加速度的指标也要求越来越高，导致气足需要的预紧力越来越大，从而使气足的吸附面积不断变大，但对于较大面积的吸附，真空预紧力结构的缺点日益呈现，如变形较大、容易真空泄露、刚度不足等，在这种情况下，气足的磁预紧结构应运而生。 
运动台气足采用气浮及磁预紧，对支撑平台的要求主要有四点：一是作为运动台磁预紧力作用的载体，要求具备良好的软磁特性；二是作为运动台气浮及磁预紧的工作面，要求具备极高的面型精度；三是为运动台提供良好的支撑刚度，四是在磁预载产生发热的前提下，平台保持良好的热稳定性。这四点要求大理石支撑平台已经无法满足，本发明即为提出一种满足这四项要求的运动台支撑平台。 
发明内容
本发明的目的在于为采用磁预紧气足方案的运动台提供一种满足设计要求的支撑平台，同时，解决磁预紧运动台运动中磁场变化导致的发热问题。 
为了实现上述发明目的，本发明公开一种光刻机运动台支撑平台，其特征在于，包括： 
一硅钢，用于为所述运动台提供磁预紧作用面；一吊框，所述吊框用于支撑所述硅钢。
更进一步地，所述硅钢内嵌于所述吊框。所述硅钢内置若干硅钢减重腔。所述硅钢减重腔内设置一水冷机构。所述水冷机构为弯折均布于所述硅钢减重腔内的一管道。所述硅钢减重腔内通过风机进行风冷或热抽排。 
更进一步地，所述吊框还包括若干吊框减重腔。所述吊框采用碳纤维、陶瓷或高强度钢材料制成。所述硅钢与所述吊框通过螺栓或工业粘接剂连接。采用拓扑优化的方法设计所述吊框减重腔。 
本发明还提出一种光刻机，其特征在于，采用上述的光刻机运动支撑平台。 
发明的光刻机运动台支撑平台具有高刚度、高面型精度、高热稳定性且具备软磁特性。同时还具有减重及冷却腔对支撑平台进行减重及冷却，解决了磁预紧运动台运动中磁场变化导致的发热问题。 
附图说明
关于本发明的优点与精神可以通过以下的发明详述及所附图式得到进一步的了解。 
图1是本发明运动台及其支撑平台结构示意图； 
图2是本发明支撑平台结构示意图；
图3是本发明支撑平台冷却结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的具体实施例。 
如图1和2所示，本发明光刻机运动台及支撑平台包括：硅钢106，支撑该硅钢106的高强度吊框105，优选地，硅钢106嵌入高强度吊框105内，与高强度吊框105通过连接装置110固定连接。优选地，高强度吊框105具有吊框减重腔109，优选地，硅钢106也具有减重及冷却腔108，水冷机构107设置在硅钢106的减重及冷却腔108内。 
运动台导轨104a、104b固定在高强度吊框105上，运动台Chuck101固定在与导轨104a、104b相连的横梁111上，运动台Chuck垂向采用气浮102a、102b支撑，采用磁铁103进行磁预紧。 
硅钢材料具有低矫顽力和高磁导性，易于磁化且易于退磁，具备良好的软磁特性，以其作为运动台磁预紧作用面效果较好，但硅钢的缺点是质地较软，容易变形且可加工性性欠佳。为了利用硅钢的软磁特性，同时又保证整个支撑平台的高刚性，优选地，支撑平台采用高强度吊框105内嵌硅钢106的形式制作，硅钢106与高强度吊框105采用连接装置110进行连接固定。优选地，连接装置110可选用高强度螺栓、高强度工业粘接剂等。优选地，高强度吊框选用密度小，弹性模量较大的材料制作，如碳纤维、陶瓷、高强度钢等。为提高刚性，优选地，高强度吊框采用拓扑优化的方法设计吊框减重腔109，以减少结构冗余质量提高结构整体刚度。 
磁预紧运动台Chuck在运动过程中，磁场的变化会导致热量的产生，为了提高支撑平台的热稳定性，本发明提出了硅钢的冷却方案，冷却可采用风冷或水冷。如图3所示，在本发明的一个实施例中，将整根铜管进行三维折弯焊接均布于硅钢的减重及冷却腔内，通水可对硅钢进行水冷。在本发明的另一个实施例中，通过风机在减重及冷却腔内通冷风或进行热抽排也可对硅钢进行风冷。 
本发明还包括一种光刻机，采用了上述运动台支撑平台。 
本说明书中该的只是本发明的较佳具体实施例，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明的限制。凡本领域技术人员依本发明的构思通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在本发明的范围之内。 
  

Claims (11)

1.一种光刻机运动台支撑平台，其特征在于，包括：一硅钢，用于为所述运动台提供磁预紧作用面；一吊框，所述吊框用于支撑所述硅钢。
2.如权利要求1所述的光刻机运动台支撑平台，其特征在于，所述硅钢内嵌于所述吊框。
3.如权利要求1所述的光刻机运动台支撑平台，其特征在于，所述硅钢内置若干硅钢减重腔。
4.如权利要求3所述的光刻机运动台支撑平台，其特征在于，所述硅钢减重腔内设置一水冷机构。
5.如权利要求4所述的光刻机运动台支撑平台，其特征在于，所述水冷机构为弯折均布于所述硅钢减重腔内的一管道。
6.如权利要求3所述的光刻机运动台支撑平台，其特征在于，所述硅钢减重腔内通过风机进行风冷或热抽排。
7.如权利要求1所述的光刻机运动台支撑平台，其特征在于，所述吊框还包括若干吊框减重腔。
8.如权利要求1所述的光刻机运动台支撑平台，其特征在于，所述吊框采用碳纤维、陶瓷或高强度钢材料制成。
9.如权利要求1所述的光刻机运动台支撑平台，其特征在于，所述硅钢与所述吊框通过螺栓或工业粘接剂连接。
10.如权利要求7所述的光刻机运动台支撑平台，其特征在于，采用拓扑优化的方法设计所述吊框减重腔。
11.一种光刻机，其特征在于，采用权利要求1至10所述的光刻机运动支撑平台。
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